Astrochemie ist ein Wissenschaftsbereich, der die Atome und Moleküle im Weltraum und die zwischen ihnen stattfindenden Reaktionen untersucht. Diese Art von Studie ermöglicht es Forschern, mehr darüber zu verstehen, wie Planeten und Sterne entstehen. Während man früher dachte, dass in den Räumen um Sterne und Planeten nichts existierte, erkennt man heute, dass zahlreiche Moleküle zu finden sind. Einige davon sind auf der Erde bekannt, wie beispielsweise Wasserstoff, und andere Chemikalien existieren nur im Weltraum. Es wird angenommen, dass die astrochemische Erforschung des Verhaltens von Molekülen im Weltraum Hinweise auf die Ursprünge des Lebens auf der Erde liefern könnte.
Frühe Astronomen verwendeten Teleskope, die nur Objekte sehen konnten, die Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums aussendeten. Später entdeckten Wissenschaftler, dass Objekte im Weltraum auch elektromagnetische Strahlung aus anderen, nicht sichtbaren Teilen des Spektrums abgeben können, einschließlich Mikrowellen, Infrarot, Ultraviolett, Gamma, Röntgenstrahlen und Radiowellen. Astrochemische Forschungstechniken verwenden spezielle Radioteleskope, um Radiowellen nachzuweisen, die von Gasen und Sternen abgegeben werden. Die Informationen aus diesen werden mit den Erkenntnissen anderer Instrumente und Teleskope kombiniert, die andere Bereiche des Spektrums abdecken, um ein vollständiges Bild der Chemie des Weltraums zu erstellen.
Fortschritte in der Astrochemie wurden mit dem Aufkommen von Teleskopen erzielt, die nicht auf die Erde beschränkt sind, da nicht alle verschiedenen Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung durch die Erdatmosphäre wandern können. Sichtbares Licht erreicht die Erdoberfläche, wenn es Wolken erlauben, ebenso wie Radiowellen, einige Mikrowellen und einige Infrarotstrahlung. Ultraviolett- und Röntgenteleskope müssen im Weltraum positioniert werden, da Ozon diese Art von Strahlung absorbiert. Gammastrahlen können von satellitengestützten Instrumenten oder manchmal durch die Veränderungen erfasst werden, die sie bei der Interaktion mit der Erdatmosphäre vornehmen.
Nach der astrochemischen Erforschung des Staubs zwischen den Sternen wurden viele verschiedene Moleküle erkannt und die Prozesse, die zu ihrer Entstehung führten, analysiert. Die Analyse der Astrochemie riesiger Staubwolken im Weltraum und ihr Vergleich mit molekularen Reaktionen auf der Erde ermöglichen es Wissenschaftlern zu verstehen, wie sich die Chemie der Erde entwickelt hat. Die Erforschung der Prozesse, durch die kompliziertere chemische Strukturen entstehen, sollte ein besseres Verständnis der Chemie bei der Entstehung von Planeten und Sternen ermöglichen. Astrochemie-Forscher untersuchen auch die Entstehung komplexer kohlenstoffreicher Moleküle, ähnlich den terrestrischen Lebensformen, die Einblicke in die Entstehung des Lebens auf der Erde geben könnten. Wenn diese komplexen Moleküle im Weltraum entstehen können, scheint es wahrscheinlicher, dass Leben an anderen Orten als der Erde existiert.